高壩穩定地質力學模型綜合法試驗科學基礎與套用研究

《高壩穩定地質力學模型綜合法試驗科學基礎與套用研究》是依託四川大學，由張林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高壩穩定地質力學模型綜合法試驗科學基礎與套用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張林
• 依託單位：四川大學

項目摘要

地質力學模型綜合法試驗是高壩工程穩定安全物理模擬的一個新途徑。綜合法是集超載法與降強法為一體的破壞試驗方法，變溫相似材料的研製成功使得綜合法試驗得以實現，但是該方法的科學基礎還需進一步加深，評價體系還需完善。本項目通過試驗研究、數值模擬和理論分析，揭示綜合法試驗中水荷載超載與岩體結構面降強的相關性，建立破壞試驗全過程中超載與降強的最佳組合方式，提出合理的超載頻度△P與降強梯度△τ，形成綜合法試驗模型初裂、屈服、極限失穩的判別依據和評價體系，揭示相關的影響因素，建立綜合法試驗各階段的安全係數和整體失穩的安全係數表達式，總結提出高壩工程綜合法試驗各特徵階段安全係數的分布範圍，研究成果將套用於白鶴灘拱壩等高壩工程的穩定安全性研究。通過項目研究，達到進一步加深綜合法試驗的科學基礎，完善試驗評價體系的目標，並拓寬其工程套用領域。

結題摘要

地質力學模型綜合法試驗是研究高壩與地基整體穩定的重要方法之一，其難點在於需要在同一個模型中開展降強試驗和超載試驗，所用材料屬於多學科的交叉、融合，其模型加工製作工藝複雜，該方法的科學基礎還需進一步加深，評價體系還需完善。本項目在前期研究工作的基礎上，對地質力學模型綜合法試驗開展了重要科學基礎關鍵問題及典型重大工程的套用研究。取得的主要成果包括：（1）揭示了綜合法試驗中超載法和降強法之間的相關性，建立了破壞試驗全過程的水荷載超載與岩體結構面降強的最佳組合方式；（2）提出了合理的水荷載超載頻度△P與岩體結構面降強梯度△τ，其超載頻度△P取0.2P更為合理，降強梯度△τ對試驗成果影響不大的結論；（3）建立了綜合法試驗模型初裂、屈服、極限失穩的判別依據和安全評價體系；（4）建立了綜合法破壞試驗整體穩定安全係數表達式為KCS=Ks’.Kp’ ；（5）結合實際典型高壩工程開展綜合法試驗研究，評價了工程的安全性，研究成果已被工程採用。通過本項目的研究，加深了地質力學模型綜合法試驗的科學基礎，進一步完善綜合法試驗的理論基礎，發展模型試驗技術，提升研究成果的可靠性和實用性，更能反映工程實際情況，滿足高壩工程建設的迫切需要。同時，隨著我國水利、土木、能源、交通等等一系列工程的建設，一些高陡邊坡、地下洞室等的穩定問題也突顯出來，需要採用模型試驗和數值計算等多種方法開展其穩定性研究，而本項目的研究成果可將地質力學模型綜合法試驗推廣套用在高邊坡、地下洞室等其它工程的模型試驗研究中，為這些工程的穩定性研究提供新的途徑。